a95fddd76c166c344f695e155024aaead3c912c8
[cacao.git] / src / vm / jit / powerpc / codegen.h
1 /* vm/jit/powerpc/codegen.h - code generation macros and definitions for
2                               32-bit powerpc
3
4    Copyright (C) 1996-2005 R. Grafl, A. Krall, C. Kruegel, C. Oates,
5    R. Obermaisser, M. Platter, M. Probst, S. Ring, E. Steiner,
6    C. Thalinger, D. Thuernbeck, P. Tomsich, C. Ullrich, J. Wenninger,
7    Institut f. Computersprachen - TU Wien
8
9    This file is part of CACAO.
10
11    This program is free software; you can redistribute it and/or
12    modify it under the terms of the GNU General Public License as
13    published by the Free Software Foundation; either version 2, or (at
14    your option) any later version.
15
16    This program is distributed in the hope that it will be useful, but
17    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19    General Public License for more details.
20
21    You should have received a copy of the GNU General Public License
22    along with this program; if not, write to the Free Software
23    Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
24    02111-1307, USA.
25
26    Contact: cacao@complang.tuwien.ac.at
27
28    Authors: Andreas Krall
29             Stefan Ring
30
31    $Id: codegen.h 2226 2005-04-05 22:52:46Z christian $
32
33 */
34
35
36 #ifndef _CODEGEN_H
37 #define _CODEGEN_H
38
39 #include "vm/global.h"
40 #include "vm/jit/reg.h"
41
42 /* Macro for stack.c to set Argument Stackslots */
43 #define SET_ARG_STACKSLOTS {                                                                                    \
44                 s4 iarg = 0;                                                                                                    \
45                 s4 farg = 0;                                                                                                    \
46                 s4 stacksize;                                                                                                   \
47                                                                                                                                                 \
48                 stacksize = 6;                                                                                                  \
49                                                                                                                                                 \
50                 copy = curstack;                                                                                                \
51                 while (--i >= 0) {                                                                                              \
52                         stacksize += (IS_2_WORD_TYPE(copy->type)) ? 2 : 1;                      \
53                         if (IS_FLT_DBL_TYPE(copy->type))                                                        \
54                                 farg++;                                                                                                 \
55                         copy = copy->prev;                                                                                      \
56                 }                                                                                                                               \
57                                                                                                                                                 \
58                 if (stacksize > rd->ifmemuse)                                                                   \
59                         rd->ifmemuse = stacksize;                                                                       \
60                                                                                                                                                 \
61                 i = call_argcount;                                                                                              \
62                 copy = curstack;                                                                                                \
63                 while (--i >= 0) {                                                                                              \
64                         stacksize -= (IS_2_WORD_TYPE(copy->type)) ? 2 : 1;                      \
65                         if (IS_FLT_DBL_TYPE(copy->type)) {                                                      \
66                                 farg--;                                                                                                 \
67                                 if (!(copy->flags & SAVEDVAR)) {                                                \
68                                         copy->varnum = i;                                                                       \
69                                         copy->varkind = ARGVAR;                                                         \
70                                         if (farg < rd->fltreg_argnum) {                                         \
71                                                 copy->flags = 0;                                                                \
72                                                 copy->regoff = rd->argfltregs[farg];                    \
73                                         } else {                                                                                        \
74                                                 copy->flags = INMEMORY;                                                 \
75                                                 copy->regoff = stacksize;                                               \
76                                         }                                                                                                       \
77                                 }                                                                                                               \
78                         } else {                                                                                                        \
79                                 iarg = stacksize - 6;                                                                   \
80                                 if (!(copy->flags & SAVEDVAR)) {                                                \
81                                         copy->varnum = i;                                                                       \
82                                         copy->varkind = ARGVAR;                                                         \
83                                         if ((iarg+((IS_2_WORD_TYPE(copy->type)) ? 1 : 0)) < rd->intreg_argnum) { \
84                                                 copy->flags = 0;                                                                \
85                                                 copy->regoff = rd->argintregs[iarg];                    \
86                                         } else {                                                                                        \
87                                                 copy->flags = INMEMORY;                                                 \
88                                                 copy->regoff = stacksize;                                               \
89                                         }                                                                                                       \
90                                 }                                                                                                               \
91                         }                                                                                                                       \
92                         copy = copy->prev;                                                                                      \
93                 }                                                                                                                               \
94         }
95
96 /* additional functions and macros to generate code ***************************/
97
98 #define BlockPtrOfPC(pc)  ((basicblock *) iptr->target)
99
100
101 #ifdef STATISTICS
102 #define COUNT_SPILLS count_spills++
103 #else
104 #define COUNT_SPILLS
105 #endif
106
107
108 /* gen_nullptr_check(objreg) */
109
110 #define gen_nullptr_check(objreg) \
111     if (checknull) { \
112         M_TST((objreg)); \
113         M_BEQ(0); \
114         codegen_addxnullrefs(cd, mcodeptr); \
115     }
116
117 #define gen_bound_check \
118     if (checkbounds) { \
119         M_ILD(REG_ITMP3, s1, OFFSET(java_arrayheader, size));\
120         M_CMPU(s2, REG_ITMP3);\
121         M_BGE(0);\
122         codegen_addxboundrefs(cd, mcodeptr, s2); \
123     }
124
125
126 /* MCODECHECK(icnt) */
127
128 #define MCODECHECK(icnt) \
129         if ((mcodeptr + (icnt)) > cd->mcodeend) \
130         mcodeptr = codegen_increase(cd, (u1 *) mcodeptr)
131
132 /* M_INTMOVE:
133      generates an integer-move from register a to b.
134      if a and b are the same int-register, no code will be generated.
135 */ 
136
137 #define M_INTMOVE(a,b) if ((a) != (b)) { M_MOV(a, b); }
138
139 #define M_TINTMOVE(t,a,b) \
140         if ((t) == TYPE_LNG) { \
141                 if ((a) <= (b)) \
142             M_INTMOVE(rd->secondregs[(a)], rd->secondregs[(b)]); \
143                 M_INTMOVE((a), (b)); \
144         if ((a) > (b)) \
145             M_INTMOVE(rd->secondregs[(a)], rd->secondregs[(b)]); \
146         } else { \
147                 M_INTMOVE((a), (b)); \
148     }
149
150
151 /* M_FLTMOVE:
152     generates a floating-point-move from register a to b.
153     if a and b are the same float-register, no code will be generated
154 */ 
155
156 #define M_FLTMOVE(a,b) if ((a) != (b)) { M_FMOV(a, b); }
157
158
159 /* var_to_reg_xxx:
160     this function generates code to fetch data from a pseudo-register
161     into a real register. 
162     If the pseudo-register has actually been assigned to a real 
163     register, no code will be emitted, since following operations
164     can use this register directly.
165     
166     v: pseudoregister to be fetched from
167     tempregnum: temporary register to be used if v is actually spilled to ram
168
169     return: the register number, where the operand can be found after 
170             fetching (this wil be either tempregnum or the register
171             number allready given to v)
172 */
173
174 #define var_to_reg_int0(regnr,v,tempnr,a,b) { \
175         if ((v)->flags & INMEMORY) { \
176                 COUNT_SPILLS; \
177         if ((a)) M_ILD((tempnr), REG_SP, 4 * (v)->regoff); \
178                 regnr = tempnr; \
179                 if ((b) && IS_2_WORD_TYPE((v)->type)) \
180                         M_ILD((a) ? rd->secondregs[(tempnr)] : (tempnr), REG_SP, 4 * (v)->regoff + 4); \
181     } else \
182         regnr = (!(a) && (b)) ? rd->secondregs[(v)->regoff] : (v)->regoff; \
183 }
184 #define var_to_reg_int(regnr,v,tempnr) var_to_reg_int0(regnr,v,tempnr,1,1)
185
186
187 #define var_to_reg_flt(regnr,v,tempnr) { \
188         if ((v)->flags & INMEMORY) { \
189                 COUNT_SPILLS; \
190                 if ((v)->type==TYPE_DBL) \
191                         M_DLD(tempnr,REG_SP,4*(v)->regoff); \
192                 else \
193                         M_FLD(tempnr,REG_SP,4*(v)->regoff); \
194                 regnr=tempnr; \
195         } else regnr=(v)->regoff; \
196 }
197
198
199 /* store_reg_to_var_xxx:
200     This function generates the code to store the result of an operation
201     back into a spilled pseudo-variable.
202     If the pseudo-variable has not been spilled in the first place, this 
203     function will generate nothing.
204     
205     v ............ Pseudovariable
206     tempregnum ... Number of the temporary registers as returned by
207                    reg_of_var.
208 */      
209
210 #define store_reg_to_var_int0(sptr, tempregnum, a, b) {       \
211         if ((sptr)->flags & INMEMORY) {                    \
212                 COUNT_SPILLS;                                  \
213                 if (a) M_IST(tempregnum, REG_SP, 4 * (sptr)->regoff); \
214                 if ((b) && IS_2_WORD_TYPE((sptr)->type)) \
215                         M_IST(rd->secondregs[tempregnum], REG_SP, 4 * (sptr)->regoff + 4); \
216                 }                                              \
217         }
218
219 #define store_reg_to_var_int(sptr, tempregnum) \
220         store_reg_to_var_int0(sptr, tempregnum, 1, 1)
221
222 #define store_reg_to_var_flt(sptr, tempregnum) {       \
223         if ((sptr)->flags & INMEMORY) {                    \
224                 COUNT_SPILLS;                                  \
225                 if ((sptr)->type==TYPE_DBL) \
226                         M_DST(tempregnum, REG_SP, 4 * (sptr)->regoff); \
227                 else \
228                         M_FST(tempregnum, REG_SP, 4 * (sptr)->regoff); \
229                 }                                              \
230         }
231
232
233 #define ICONST(reg,c) \
234     if (((c) >= 0 && (c) <= 32767) || ((c) >= -32768 && (c) < 0)) {\
235         M_LDA((reg), REG_ZERO, (c)); \
236     } else { \
237         a = dseg_adds4(cd, c); \
238         M_ILD((reg), REG_PV, a); \
239     }
240
241 #define LCONST(reg,c) \
242     ICONST((reg), (s4) ((s8) (c) >> 32)); \
243     ICONST(rd->secondregs[(reg)], (s4) ((s8) (c)));
244
245
246 #define M_COPY(from,to) \
247                         d = reg_of_var(rd, to, REG_IFTMP); \
248                         if ((from->regoff != to->regoff) || \
249                             ((from->flags ^ to->flags) & INMEMORY)) { \
250                                 if (IS_FLT_DBL_TYPE(from->type)) { \
251                                         var_to_reg_flt(s1, from, d); \
252                                         M_FLTMOVE(s1,d); \
253                                         store_reg_to_var_flt(to, d); \
254                                         }\
255                                 else { \
256                                         var_to_reg_int(s1, from, d); \
257                                         M_TINTMOVE(from->type,s1,d); \
258                                         store_reg_to_var_int(to, d); \
259                                         }\
260                                 }
261
262 #define ALIGNCODENOP {if((int)((long)mcodeptr&7)){M_NOP;}}
263
264
265 /* macros to create code ******************************************************/
266
267 #define M_OP3(x,y,oe,rc,d,a,b) \
268         *mcodeptr++ = (((x)<<26) | ((d)<<21) | ((a)<<16) | ((b)<<11) | ((oe)<<10) | ((y)<<1) | (rc))
269
270 #define M_OP4(x,y,rc,d,a,b,c) \
271         *mcodeptr++ = (((x)<<26) | ((d)<<21) | ((a)<<16) | ((b)<<11) | ((c)<<6) | ((y)<<1) | (rc))
272
273 #define M_OP2_IMM(x,d,a,i) \
274         *mcodeptr++ = (((x)<<26) | ((d)<<21) | ((a)<<16) | ((i)&0xffff))
275
276 #define M_BRMASK (((1<<16)-1)&~3)
277 #define M_BRAMASK (((1<<26)-1)&~3)
278
279 #define M_BRA(x,i,a,l) \
280         *mcodeptr++ = (((x)<<26) | (((i)*4+4)&M_BRAMASK) | ((a)<<1) | (l));
281
282 #define M_BRAC(x,bo,bi,i,a,l) \
283         *mcodeptr++ = (((x)<<26) | ((bo)<<21) | ((bi)<<16) | (((i)*4+4)&M_BRMASK) | ((a)<<1) | (l));
284
285 #define M_IADD(a,b,c) M_OP3(31, 266, 0, 0, c, a, b)
286 #define M_IADD_IMM(a,b,c) M_OP2_IMM(14, c, a, b)
287 #define M_ADDC(a,b,c) M_OP3(31, 10, 0, 0, c, a, b)
288 #define M_ADDIC(a,b,c) M_OP2_IMM(12, c, a, b)
289 #define M_ADDICTST(a,b,c) M_OP2_IMM(13, c, a, b)
290 #define M_ADDE(a,b,c) M_OP3(31, 138, 0, 0, c, a, b)
291 #define M_ADDZE(a,b) M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
292 #define M_ADDME(a,b) M_OP3(31, 234, 0, 0, b, a, 0)
293 #define M_ISUB(a,b,c) M_OP3(31, 40, 0, 0, c, b, a)
294 #define M_ISUBTST(a,b,c) M_OP3(31, 40, 0, 1, c, b, a)
295 #define M_SUBC(a,b,c) M_OP3(31, 8, 0, 0, c, b, a)
296 #define M_SUBIC(a,b,c) M_OP2_IMM(8, c, b, a)
297 #define M_SUBE(a,b,c) M_OP3(31, 136, 0, 0, c, b, a)
298 #define M_SUBZE(a,b) M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
299 #define M_SUBME(a,b) M_OP3(31, 232, 0, 0, b, a, 0)
300 #define M_AND(a,b,c) M_OP3(31, 28, 0, 0, a, c, b)
301 #define M_AND_IMM(a,b,c) M_OP2_IMM(28, a, c, b)
302 #define M_ANDIS(a,b,c) M_OP2_IMM(29, a, c, b)
303 #define M_OR(a,b,c) M_OP3(31, 444, 0, 0, a, c, b)
304 #define M_OR_IMM(a,b,c) M_OP2_IMM(24, a, c, b)
305 #define M_ORIS(a,b,c) M_OP2_IMM(25, a, c, b)
306 #define M_XOR(a,b,c) M_OP3(31, 316, 0, 0, a, c, b)
307 #define M_XOR_IMM(a,b,c) M_OP2_IMM(26, a, c, b)
308 #define M_XORIS(a,b,c) M_OP2_IMM(27, a, c, b)
309 #define M_SLL(a,b,c) M_OP3(31, 24, 0, 0, a, c, b)
310 #define M_SRL(a,b,c) M_OP3(31, 536, 0, 0, a, c, b)
311 #define M_SRA(a,b,c) M_OP3(31, 792, 0, 0, a, c, b)
312 #define M_SRA_IMM(a,b,c) M_OP3(31, 824, 0, 0, a, c, b)
313 #define M_IMUL(a,b,c) M_OP3(31, 235, 0, 0, c, a, b)
314 #define M_IMUL_IMM(a,b,c) M_OP2_IMM(7, c, a, b)
315 #define M_IDIV(a,b,c) M_OP3(31, 491, 0, 0, c, a, b)
316 #define M_NEG(a,b) M_OP3(31, 104, 0, 0, b, a, 0)
317 #define M_NOT(a,b) M_OP3(31, 124, 0, 0, a, b, a)
318
319 #define M_SUBFIC(a,b,c) M_OP2_IMM(8, c, a, b)
320 #define M_SUBFZE(a,b) M_OP3(31, 200, 0, 0, b, a, 0)
321 #define M_RLWINM(a,b,c,d,e) M_OP4(21, d, 0, a, e, b, c)
322 #define M_ADDZE(a,b) M_OP3(31, 202, 0, 0, b, a, 0)
323 #define M_SLL_IMM(a,b,c) M_RLWINM(a,b,0,31-(b),c)
324 #define M_SRL_IMM(a,b,c) M_RLWINM(a,32-(b),b,31,c)
325 #define M_ADDIS(a,b,c) M_OP2_IMM(15, c, a, b)
326 #define M_STFIWX(a,b,c) M_OP3(31, 983, 0, 0, a, b, c)
327 #define M_LWZX(a,b,c) M_OP3(31, 23, 0, 0, a, b, c)
328 #define M_LHZX(a,b,c) M_OP3(31, 279, 0, 0, a, b, c)
329 #define M_LHAX(a,b,c) M_OP3(31, 343, 0, 0, a, b, c)
330 #define M_LBZX(a,b,c) M_OP3(31, 87, 0, 0, a, b, c)
331 #define M_LFSX(a,b,c) M_OP3(31, 535, 0, 0, a, b, c)
332 #define M_LFDX(a,b,c) M_OP3(31, 599, 0, 0, a, b, c)
333 #define M_STWX(a,b,c) M_OP3(31, 151, 0, 0, a, b, c)
334 #define M_STHX(a,b,c) M_OP3(31, 407, 0, 0, a, b, c)
335 #define M_STBX(a,b,c) M_OP3(31, 215, 0, 0, a, b, c)
336 #define M_STFSX(a,b,c) M_OP3(31, 663, 0, 0, a, b, c)
337 #define M_STFDX(a,b,c) M_OP3(31, 727, 0, 0, a, b, c)
338 #define M_STWU(a,b,c) M_OP2_IMM(37, a, b, c)
339 #define M_LDAH(a,b,c) M_ADDIS(b, c, a)
340 #define M_TRAP M_OP3(31, 4, 0, 0, 31, 0, 0)
341
342 #define M_NOP M_OR_IMM(0, 0, 0)
343 #define M_MOV(a,b) M_OR(a, a, b)
344 #define M_TST(a) M_OP3(31, 444, 0, 1, a, a, a)
345
346 #define M_DADD(a,b,c) M_OP3(63, 21, 0, 0, c, a, b)
347 #define M_FADD(a,b,c) M_OP3(59, 21, 0, 0, c, a, b)
348 #define M_DSUB(a,b,c) M_OP3(63, 20, 0, 0, c, a, b)
349 #define M_FSUB(a,b,c) M_OP3(59, 20, 0, 0, c, a, b)
350 #define M_DMUL(a,b,c) M_OP4(63, 25, 0, c, a, 0, b)
351 #define M_FMUL(a,b,c) M_OP4(59, 25, 0, c, a, 0, b)
352 #define M_DDIV(a,b,c) M_OP3(63, 18, 0, 0, c, a, b)
353 #define M_FDIV(a,b,c) M_OP3(59, 18, 0, 0, c, a, b)
354
355 #define M_FABS(a,b) M_OP3(63, 264, 0, 0, b, 0, a)
356 #define M_CVTDL(a,b) M_OP3(63, 14, 0, 0, b, 0, a)
357 #define M_CVTDL_C(a,b) M_OP3(63, 15, 0, 0, b, 0, a)
358 #define M_CVTDF(a,b) M_OP3(63, 12, 0, 0, b, 0, a)
359 #define M_FMOV(a,b) M_OP3(63, 72, 0, 0, b, 0, a)
360 #define M_FMOVN(a,b) M_OP3(63, 40, 0, 0, b, 0, a)
361 #define M_DSQRT(a,b) M_OP3(63, 22, 0, 0, b, 0, a)
362 #define M_FSQRT(a,b) M_OP3(59, 22, 0, 0, b, 0, a)
363
364 #define M_FCMPU(a,b) M_OP3(63, 0, 0, 0, 0, a, b)
365 #define M_FCMPO(a,b) M_OP3(63, 32, 0, 0, 0, a, b)
366
367 #define M_BST(a,b,c) M_OP2_IMM(38, a, b, c)
368 #define M_SST(a,b,c) M_OP2_IMM(44, a, b, c)
369 #define M_IST(a,b,c) M_OP2_IMM(36, a, b, c)
370 #define M_AST(a,b,c) M_OP2_IMM(36, a, b, c)
371 #define M_BLDU(a,b,c) M_OP2_IMM(34, a, b, c)
372 #define M_SLDU(a,b,c) M_OP2_IMM(40, a, b, c)
373 #define M_ILD(a,b,c) M_OP2_IMM(32, a, b, c)
374 #define M_ALD(a,b,c) M_OP2_IMM(32, a, b, c)
375
376 #define M_BSEXT(a,b) M_OP3(31, 954, 0, 0, a, b, 0)
377 #define M_SSEXT(a,b) M_OP3(31, 922, 0, 0, a, b, 0)
378 #define M_CZEXT(a,b) M_RLWINM(a,0,16,31,b)
379
380 #define M_BR(a) M_BRA(18, a, 0, 0);
381 #define M_BL(a) M_BRA(18, a, 0, 1);
382 #define M_RET M_OP3(19, 16, 0, 0, 20, 0, 0);
383 #define M_JSR M_OP3(19, 528, 0, 1, 20, 0, 0);
384 #define M_RTS M_OP3(19, 528, 0, 0, 20, 0, 0);
385
386 #define M_CMP(a,b) M_OP3(31, 0, 0, 0, 0, a, b);
387 #define M_CMPU(a,b) M_OP3(31, 32, 0, 0, 0, a, b);
388 #define M_CMPI(a,b) M_OP2_IMM(11, 0, a, b);
389 #define M_CMPUI(a,b) M_OP2_IMM(10, 0, a, b);
390
391 #define M_BLT(a) M_BRAC(16, 12, 0, a, 0, 0);
392 #define M_BLE(a) M_BRAC(16, 4, 1, a, 0, 0);
393 #define M_BGT(a) M_BRAC(16, 12, 1, a, 0, 0);
394 #define M_BGE(a) M_BRAC(16, 4, 0, a, 0, 0);
395 #define M_BEQ(a) M_BRAC(16, 12, 2, a, 0, 0);
396 #define M_BNE(a) M_BRAC(16, 4, 2, a, 0, 0);
397 #define M_BNAN(a) M_BRAC(16, 12, 3, a, 0, 0);
398
399 #define M_DLD(a,b,c) M_OP2_IMM(50, a, b, c)
400 #define M_DST(a,b,c) M_OP2_IMM(54, a, b, c)
401 #define M_FLD(a,b,c) M_OP2_IMM(48, a, b, c)
402 #define M_FST(a,b,c) M_OP2_IMM(52, a, b, c)
403
404 #define M_MFLR(a) M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 8, 0)
405 #define M_MFXER(a) M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 1, 0)
406 #define M_MFCTR(a) M_OP3(31, 339, 0, 0, a, 9, 0)
407 #define M_MTLR(a) M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 8, 0)
408 #define M_MTXER(a) M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 1, 0)
409 #define M_MTCTR(a) M_OP3(31, 467, 0, 0, a, 9, 0)
410
411 #define M_LDA(a,b,c) M_IADD_IMM(b, c, a)
412 #define M_LDATST(a,b,c) M_ADDICTST(b, c, a)
413 #define M_CLR(a) M_IADD_IMM(0, 0, a)
414
415
416 /* function gen_resolvebranch **************************************************
417
418         parameters: ip ... pointer to instruction after branch (void*)
419                     so ... offset of instruction after branch  (s4)
420                     to ... offset of branch target             (s4)
421
422 *******************************************************************************/
423
424 #define gen_resolvebranch(ip,so,to) \
425         *((s4*)(ip)-1)=(*((s4*)(ip)-1) & ~M_BRMASK) | (((s4)((to)-(so))+4)&((((*((s4*)(ip)-1)>>26)&63)==18)?M_BRAMASK:M_BRMASK))
426
427
428 /* function prototypes */
429
430 void preregpass(methodinfo *m, registerdata *rd);
431 void docacheflush(u1 *p, long bytelen);
432
433 #endif /* _CODEGEN_H */
434
435
436 /*
437  * These are local overrides for various environment variables in Emacs.
438  * Please do not remove this and leave it at the end of the file, where
439  * Emacs will automagically detect them.
440  * ---------------------------------------------------------------------
441  * Local variables:
442  * mode: c
443  * indent-tabs-mode: t
444  * c-basic-offset: 4
445  * tab-width: 4
446  * End:
447  */